KR830002194B1 - 정전기식 분무기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

정전기식 분무기

제1도는 본 발명의 분무기의 주요 부분을 개략적으로 도시한 정면도.

제2도는 제1도에 도시한 분무기 노즐의 단면도.

제3도는 변형된 시이즈 전극을 가진 노즐 및 방전니들의 측면도.

제4도 및 5도는 각각 약한 전계 및 강한 전계 위치에서 시이즈 전극을 가진 니들의 상세 정면도.

제6도는 시이즈 전극의 다른 장치를 가진 노즐의 정단면도.

본 발명은 정전기식 분무기에 관한 것으로서, 특히 정전기식으로 액체의 분무를 형성하는 것에 관한 것이다. 본 발명은 농작물의 분무 및 페인트 분무에 이용된다.

본 발명자들이 1976년 7월 15일자로 출원하여 현재 계류중인 영국특허출원 제29,539/76호에서, 본 발명자들은 전기적으로 충전된 액체 입자의 미세 분무를 형성하는데 사용될 수 있는 장치를 기술하였다. 이 장치는 1-20,000볼트 정도의 전위로 충전된 전도성 노즐로 구성되어 있으며, 그에 아주 인접한 것은 접지전극이다. 노즐과 접지전극 사이에서 야기되는 전계(field)는 노즐에 이송되는 액체를 분무시키기에 충분히 강하기 때문에 미세하게 충전된 작은 방울을 공급하여 준다. 그러나 전개는 고전류 소모를 일으키는 코로나 방전을 야기시킬 만큼 강하지 않다.

상기 발명의 실시예는 분무를 일으키기 위하여 전기적으로 구동되는 회전 디스크를 이용하는 공자의 손잡이 분무기보다 크게 진보된 장점을 가지고 있는 농업용 손잡이 분무기이다. 그와같은 장점은 전력을 사용하는데 건전지를 사용하며 가동 부품의 부재로 인한 개선된 신뢰성 및 특히 곡식 식물에 달라붙고 고른 적용범위를 갖는 충전 분무를 발생시키는데 있다.

마지막 언급한 성질은 몇몇 경우에 있어서 결점을 가지고 있다. 예컨데 곡물에 이송되는 작은 방울의 분무를 형성해야 할 필요가 가끔 있다. 이러한 경우에, 충전된 다수의 작은 방울은 가장 가까운 잎사귀에 아주 용이하게 달라붙어서 곡물에 충분히 침투하지 못한다.

영국 특허출원 제29,539/76호에 기술된 장치의 다른 장점은 이 장치를 조절된 크기의 입자를 생성하는데 사용할 수 있다는데 있다. 이 장치에 의하여 생성되는 입자의 평균 반경이 작을수록 그들의 충전대 질량비가 크기 때문에 평균반경은 분무전계의 강도를 변화시키므로서 조절될 수 있다. (이것은 전압을 변화시키므로서 편리하게 수행된다). 그러나 몇몇 경우에 있어서, 특별한 적용을 위한 최적 크기의 입자는 아주 고도로 충전되어야 한다는 것을 발견하였다. 이것은 입자 사이에 너무 강력한 반발력을 야기시키거나(예컨데 비-전도성 분무 목표물은 너무 두꺼운 피복을 허락하지 않는다) 또는 식물에 있어서 예리하고 뾰족한 연부를 너무 지나치게 피복되는 결과를 가져올 수도 있다. 이에 상응한 어려움이 적용되는 다른 지역에서도 야기될 수 있다.

따라서, 정전기적 분무에 의하여 발생된 작은 액체 방울을 전체적으로 또는 부분적으로 방전시키는 것이 바람직하다.

본 발명은 분무 위치에 액체를 공급하는 장치, 분무되어 충전된 작은 방울로 되고 외부 통로로 분출되도록 상기 위치에서 충분히 액체를 충전시키는 장치, 및 작은 방울의 통로에 인접하여 통로를 향하여 또는 통로를 따라 예리하거나 또는 뾰족한 연부를 가진 접지 전극으로 구성되는 본 발명을 수행하는 장치를 제공한다.

액체는 영국 특허출원 제29,539/76호에 기술된 종류의 장치에 의하여 분무시키는 것이 바람직하다. 접지전극 또는 전극들로부터 유도된 전류 및 충전된 작은 방울이 방전되는 정도를 조절할 수 있는 것이 때때로 요구된다. 이것은 여러가지 방법에 의하여 달성되는데, 이 방법에는 작은 방울의 통로로부터 예리하고 뾰족한 연부의 거리, 및 그에 대한 그들의 속성을 변화시키는 것이 포함된다. 특히 편리한 방법은 접지된 사이즈 전극을 가진 예리하고 뾰족한 연부를 방호하는 것으로서, 연부는 나사 장치에 의하여 시이즈 내에서 조절가능하며 신축 가능하다.

본 발명의 몇가지 실시예를 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도 및 제2도에서 정전기식 분무기는 분무기의 다른 부분을 견고하게 지지하여 주는 플라스틱 물질로 형성된 중공관(1)으로 구성되어 있다. 관(1)내에는 전력원으로서 일렬의 1.5볼트 전지(2) 16개의 뱅크가 있다. 관(1)의 측부에는 전지(2) 및 "온-오프(ON-OFF)" 스위치(4)에 연결된 브란덴 버그 223P(0-20KV, 200 마이크로 암페어) 고전압 모듀울(3)이 부착되어 있어 고전위원을 제공하여 준다. 그의 전단에서 관(1)은 분무될 액체를 담고 있는 병(6)을 수용하도록 내부에 나선가공된 구멍을 지니는 돌출부(5)를 가지고 있다. 돌출부(5)의 저부는 절연성 플라스틱 물질로 형성된 관형 분배기(7)의 상단부분을 지지하고, 분배기의 하단부는 동일한 물질로 형성된 디스크(8)(제2도)를 지지한다. 제2도를 더욱 구체적으로 언급하면, 분무 노즐 조립체를 형성하는 8개의 금속 모세관(9)이 디스크(8)를 통하여 돌출된다. 모세관(9)은 피복되지 않는 금속선(10)에 각각 납땜되어 있고, 금속선(10)은 고전위 케이블(11)을 경유하여 모듀울(3)의 고전위 단자에 차례로 연결되어 있다.

절연 플라스틱 물질로 형성된 확장부(12)가 분배기(7)를 둘러싸고 있다. 접지선(14)에 의하여 땅에 전기적으로 연결된 금속전계 조절 링 부재(13)가 확장부(12)의 립에 지지되어 있다. 링(13)과 일체로 형성된 것은 그 주위로 동일하게 간격진 3개의 금속 니들(15)로서, 약간 관형 분배기(7)의 축을 향하고 있다. 확장부(12)는 분배기(7)의 상하로 이동될 수 있으나 그에 충분히 견고하게 맞추어져 있어 마찰 결합에 의하여 선택된 위치에 유지시켜 준다.

분무기를 조립하기 위하여는, 분무하고자 하는 액체가 담겨 있는 병(6)을 돌출부(5)에 나사 결합시키고 이때 분무기를 제1도에 도시한 위치로부터 전환시켜 행한다. 제1도에 도시한 위치로 분무기를 다시 전환시키면 액체가 분배기(7)에 들어가고 중력 유동하에 모세관(9)으로부터 떨어진다.

액체를 분무할 때는, 분무기는 관(1)의 적당한 위치에서 손으로 유지된다.

스위치 "ON"를 위치로 회전시키면, 모세관(9)은 모듀울(3)에 의하여 발생된 출력과 동일한 극성 및 전위로 전기적으로 충전된다. 이 결과 분무기가 분무위치로 전환할 때 정전기적으로 충전된 관으로부터 액체가 나온다. 충전된 액체는 정전전계의 작용에 의하여 짧은 유동대를 형성하게 되는데, 유동대는 그들의 선단에서 미세 분무하도록 분산된다. 분무기 니들(15)를 통과함으로서 반대 신호의 전기적 전위를 충분히 니들에 유도하여 니들 선단으로부터 분무에 코로나 방전을 야기시키기 때문에 실제적으로 분무에 충전을 감소시키거나 또는 몇몇 경우에는 충전량을 제거시킨다.

전계-조절부재(13)는 접지선(14)을 경유하여 접지되어 있기 때문에 모세관(9)에서 또는 주위에서의 정전계는 분무 노즐 조립체에서 전위가 오직 10-15KV(전계 조절부재(13)에 대하여 양 또는 음극성) 일때도 분무와 분사를 개선시킨다. 더우기, 전계조절부재(13)가 분무 노즐 조립체에 접근되어 있기 때문에 고전위원(3)으로부터 생기는 전류는 주로 모세관(9)과 분사될 액체 사이의 충전 교환으로부터 야기되며 따라서 극히 소량이 된다.

전형적으로, 분무화된 액체의 충전 밀도는 ι당 5×10^-3클롱이다. 따라서 초당 1×10^-3ι의 액체 유동에서 모듀울(3)로부터 생기는 전류는 5×10^-6암페어에 불과하며, 고전위가 1×10⁴볼트일 때 다만 5×10^-2와트(50밀리와트)의 출력을 나타낸다. 이와같은 낮은 전력에서, 모듀울(3)를 여기(勵起)시키는데 사용되는 전지(2)의 사용수명은 수백시간이다.

낯은 또는 제로의 전위로 전계조절 부재(13)를 유지시키기 위하여서는, 접지선(14)은 실제로 땅에 또는 낮은 전압, 높은 캐패시턴스의 어떤 다른 물체와 접촉시켜야만 한다. 제1도에 도시한 분무기를 휴대하여 사용하기 위하여는 땅에 접촉시켜 접지선(14)을 끌면 된다.

분배기(7)의 길이를 따라 확장부(12)의 위치를 변경시키므로서, 전계 조절부재(13)의 위치를 모세관(9)의 고정 위치에 대하여 조절하여 전계 조절부재(13)와 모세관(9) 사이의 전위차에 따라 최상의 분무특성 및 액체의 전기 저항과 같은 기타 변수를 성취할 수 있다.

제1도 및 제2도에 도시한 장치는 감소된 또는 어떤 경우 거의 제로인 충전된 분무를 발생시키나, 이것은 조절이 용이하지 않다. 제3도에 도시한 노즐의 변형 형태에서, 접지된 금속전계 조절부재(20)는 3개의 금속 코로나 방출 니들(21)을 가지고 있다. 이들 니들(21)의 샤프트(22)는 나사결합되어 있으며, 각각의 샤프트(22)는 U-형 단면을 가진 나사결합된 금속 너트(23)를 가지고 있다. 너트(23)를 샤프트(22)아래로 회전시켜 U-형의 아암의 단부가 니들(21)(제4도 참조) 선단에 대항하게 할 수 있거나 또는 샤프트(22)위로 회전시켜서 니들(21)의 선단이 U-형의 아암(제5도 참조)을 훨씬 지나치거나 또는 중간위치에 연장하게 할 수 있다. 제5도의 위치에 너트(23)를 사용함으로서 니들(21)에 대한 너트(22)의 방호효과(시이즈 전극)를 무시할 수 있으며, 충전된 노즐(19)로부터 형성되는 분무는 니들(21)의 선단을 통과함으로서 코로나 작용에 의하여 거의 완전히 방전된다. 제4도의 위치에 너트(23)를 사용함으로서 방호효과가 실제로 완전하게 되고, 분무의 방전이 거의 또는 전혀 ι일어나지 않는다. 제4도 및 제5도에 도시한 너트 사이에 너트(23)의 위치를 적당히 조절함으로서 분무가 방전되는 정도가 따라서 변경된다.

따라서 제3도-제5도의 장치는 소망하는 대로 충전되지 않은 분무와 고도로 충전된 분무양자를 생성할 수 있는 가변성을 가지고 있다. 3개의 너트(23)의 각각의 따로따로 조절할 수 있어야 하는데, 그러나 이것은 사용시 다루기 곤란할 수 있다. 제6도는 다른 분무헤드의 정단면도이다. 플라스틱 관형 분배기(30)는 고전압원에 연결시킬 수 있는 4개의 금속 모세관(31)으로 형성되어 있다. 분배기(30)의 외부에 있는 강제 맞춤구는 내부 슬리브(32)이며, 이것은 지주(33)상에서 땅에 연결된 금속 전계조절링(34)를 가지고 있다. 외부 슬리브(35)는 내부 슬리브(32)상에 끼워맞춤구이다. 즉 슬리브(35)상에 있는 종방향 홈(도시안됨)은 슬리브(35)를 상하로 이동시키는 슬리브(32)상에서 종방향 리브와 결합하나, 슬리브(32)에 대하여 슬리브(35)가 회전하지 못하게 한다. 슬리브(35)로부터 4개의 접지된 금속 니들(36)이 링(34)내의 구멍(37)속에 하방으로 연장한다. 제6도에 도시된 위치에서 작동되면 액체는 충전된 모세관(31)으로 나와 관(31) 및 접지 링(34)사이의 전계에 의하여 따로 인출되어 고도로 충전된 작은 방울로 분산된다. 작은 방울은 링(34)을 통하여 나와서 니들(36)의 선단을 지나간다. 이들은 충분한 충전을 유발시켜 작은 방울의 충전량을 상당히 감소시키는 니들첨단에서 전기 방전을 일으킨다. 필요에 따라, 슬리브(35)는 니들(36)의 선단이 링(34)의 구멍(37)내에서 방호될 때까지 슬리브(32)에 대하여 상방으로 이동될 수 있다. 그러면 분무기의 작동은 고도로 충전된 분무를 야기시킨다.

상술한 본 발명의 실시예는 3개 또는 4개의 니들을 사용하며, 필요에 따라 그 이상이나 그 이아의 니들을 사용할 수도 있다. 어느 정도의 분무 방전은 단일 니들로부터 얻어질 수 있는데, 완전한 분무 방전을 위하여 4개 이상 사용하는 것이 바람직하다. 슬리브 형태인 분무 노즐은 규칙적으로 간격진 12개 이상의 니들을 필요로 하며, 이와는 달리 그와같은 노즐을 위하여 접지 블레이드는 아주 적당한 분무 방전장치를 제공할 수 있다.

도시한 배열에서, 니들은 모두 분무 통로주위에 규칙적으로 간격져 있다. 그러나, 반드시 이렇게 할 필요는 없다. 비대칭으로 간격진 니들은 부분적으로 방전된 분무 연무를 생성할 수 있는데, 여기에서 농작물을 통한 최적 분무 분포는 방전된 작은 방울과 고도로 충전된 작은 방울의 혼합물로부터 얻어질 수 있다. 또한 일정한 형태의 분무 연무는 몇개의 니들을 방호하여서 조절 가능한 사이즈 전극을 가진 규칙적으로 간격진 니들을 사용하여 얻을 수도 있다.

작은 분무 방울이 방전되는 정도를 조절하는 다른 방법은 니들 전극과 접지 상이에 큰 저항을 지니는 것이다. 이것은 접지로부터 전극에 의하여 유도된 방전을 저하시키고 그로 인하여 분무 연무가 방전되는 정도를 저하시킨다. 만약 큰 저항이 가변적으로 이루어지는 경우 분무 방전의 정도는 용이하게 조절된다. 이렇게되면, 니들 전극은 전계 조절 전극으로부터 따로따로 접지시킬 필요가 있으며, 또는 연무 전계는 약해질 것이다.

어떤 경우에는, 니들 전극의 선단에서 방전 전류를 제한하기 위하여 다른 전기장치(능동적 및 피동적)를 사용하는 것이 바람직하다.

Claims (1)

1. 본문에 상술하고 도면에 도시한 바와같이, 액체를 정전기적으로 충전분무시키기 위해 분무위치에 액체를 공급하는 장치와 분무되어 충전된 작은 방울로 되고 외부 통로로 분출되도록 상기 위치에서 충분히 액체를 충전시키는 장치로 구성된 분무기에 있어서, 형성된 충전입자를 최소한 부분적으로 방전시키기 위해 작은 방울의 통로에 인접하여 통로를 따라 예리하고 뾰족한 연부를 가진 접지 전극으로 구성됨을 특징으로 하는 정전기식 분무기.

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